题目内容

13．如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为5Ω，小灯泡上标有“12V 6W”字样，闭合开关S．
求：（1）求小灯泡正常工作时的电流和电阻？
（2）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的读数为1.7A，小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值？
（3）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率？

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出电流，再根据欧姆定律求出电阻；
（2）当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，灯泡L与R2的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和灯泡恰能正常发光可知电源的电压，根据并联电路的电压特点求出通过R2的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，R1与滑动变阻器串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电流，利用P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，小灯泡正常发光时的电流：
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小灯泡正常发光时的电阻为：
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω；
（2）当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，灯与滑动变阻器最大阻值并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡恰能正常发光，
所以，电源的电压U=UL=12V，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过滑动变阻器的电流：
I2=I-I1=1.7-0.5A=1.2A；
由于并联电路中电压相等：U=UL=U2=12V；
滑动变阻器的最大阻值：R2=$\frac{{{U}_{2}}^{\;}}{{I}_{2}}$=$\frac{12V}{1.2A}$=10Ω；
（3）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，R1与滑动变阻器最大阻值串联．
因串联电路中总电阻等于各电阻之和，所以，电路中的总电阻：
R总=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω，
电流表的读数：I2=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{15Ω}$=0.8A，
此时滑动变阻器消耗的电功率：P2=I22R2=（0.8A）2×10Ω=6.4W．
答：（1）小灯泡正常工作时的电流为0.5A，电阻为24Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
（3）电流表的读数为0.8A，滑动变阻器消耗的电功率为6.4W．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和知道灯泡正常发光时的电压与额定电压相等．

练习册系列答案
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 型号额定电压 额定功率 额定频率额定容量 
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